广占63S颜色遗传研究

原文地址：广占63S颜色遗传研究作者：稻田统计

广占63S颜色遗传研究

Study on Color Inheritance of GUANZHAN63S

陈庭木1 谷长先1 徐大勇1 潘启民2

1、连云港市农科院 江苏连云港222006

2、江苏连云港黄淮农作物育种研究所 江苏连云港222006

摘要：本文通过对广占63S与黑保（籼型黑米种）和马来西亚紫稻的杂交组合颜色分离情况的调查，明确了广占63S携带色素原基因（C）、色素活化基因（A）与紫叶表达抑制基因（I-pl），不携带紫叶基因（Pl）与黑米基因（Ps），分析了紫叶基因的一因多效现象，最后总结了水稻颜色遗传的CAPI体系。

关键词：广占63S、紫叶标记、黑米基因、遗传分析

用广占63S已经组配了较多组合，有些组合因不育系纯度不够，如丰两优一号，在生产实践中存在诸如不育系繁殖去杂、制种母本去杂、杂交种纯度鉴定难等问题。如能用隐性标记性状标记纯度，可解决上述问题。国外已经将紫叶遗传研究得较为透彻[1]，国内扬州大学研究表明紫叶性状对配合力没有影响，对杂种一代生产能力影响[2]，福建已经选育出紫叶标记的两系不育系[3]，表明可以将紫叶标记性状用于广占63S改良。本文系统地研究了广占63S的颜色遗传，为两系杂交稻组合研究及广占63S的改良提供颜色遗传理论基础。

1.材料与方法：

1.1材料：广占63S、马来西亚紫稻来源于南京农业大学，黑保为从广占63S/黑恢中自选黑米品种。广占63S叶鞘、叶耳、稃尖、柱头，种皮无色，叶片青色，马来西亚紫稻叶鞘、叶耳、稃尖、柱头与叶片有色，种皮无色，黑保叶鞘、叶耳、稃尖、柱头，种皮无色，叶片青色，种皮黑色。

1.2方法： 2004年8月份于安徽怀远配制“广占63S/马来西亚紫稻”， 2004冬季南繁加代。2005夏于安徽种植F2，调查紫苗株比例，并挑选所有紫叶苗移栽，调查不育株比例并分株收种，再选与广占63S相似的正常育单株与广占63S回交，收获BC1F1与对应F2单株种子。2006年冬南繁观察紫叶株与紫叶耳株分离比例。试验数据采用卡平方测验分析其遗传规律。

2004年8月份于安徽怀远配制“广占63S/黑保”，2005年夏季种植F1，2006年冬在三亚种植F2群体观察分离比例。

2.结果与分析：

2.1广占63S/马来西亚紫稻组合F1表现：广占63S/马来西亚紫稻表现为青叶、紫稃尖、紫叶鞘、紫叶耳，可知紫叶表现为隐性，紫稃尖、紫叶耳、紫叶鞘表现为显性，可知广占63S中含有一个紫叶表达抑制基因I-pl。

2.2广占63S/马来西亚紫稻组合F2表现：F2群体中紫叶株出现比例为3/16（见表1），表明广占63S中A、C、Pl基因(为紫叶表达基因)中只有两个为显性，一个隐性。对F2紫叶株与其后代中的不育株或半不育株比例观测结果，初步估测紫叶表达与抑制基因与核不育基因间互相独立遗传，可以重组。与F2群体得出结论相符。

2.3广占63S/马来西亚紫稻组合F3表现：在12个F3株行中，有两个株行全部紫叶，其它株行经卡方测验紫叶：青叶符合3：1分离比例（见表1），证明在所选择的紫叶单株中，仅剩余一对基因杂合。所有紫叶株均为紫叶耳，青叶株均为无色叶耳。

2.4广占63S/马来西亚紫稻组合BC1F1表现：在对BC1F1（BC1F1为第一次回交杂种一代）的观察中，所有单株均表现青叶。紫叶耳：无色叶耳经卡方测验，符合一对基因分离模式，且半不育株与正常育株比例约为1：1，卡方测验表明紫叶耳与核不育基因间互相独立（见表1）。

2.4广占63S/马来西亚紫稻组合BC1F2表现：选择BC1F1（BC1F2为第一次回交杂种二代）中的紫叶耳株，所选株均出现紫叶后代，紫叶株分离比例卡方测验符合3/16的比例（见表1），证明紫叶表达抑制基因为杂合态，A、C、Pl基因(为紫叶表达基因)中只有一个为杂合。

2.5广占63S/黑保分离比例分析：广占63S/黑保F1为黑米，F2中388株黑米，135株白米，符合一对基因分离模式（χ2=0.1842 < χ2 (0.05，1)=3.8415）。说明广占63S、黑保间只差异A、C、Ps(定义为黑米基因)基因中的一个基因。

表1：广占63S/马来西亚紫稻研究结果

*见2.2节内容

**见2.3节内容

***见2.4节内容

3.讨论：

3.1广占63S携带中A、C、I-pl基因，不携带Pl、Ps基因，Pl存在一因多效作用。

广占63S中A、C、Pl基因中只有一个为隐性，在A、C、Ps基因中只有一个为隐性。广占63S/马来西亚紫稻后代中未出现紫叶片、无色叶耳无色稃类单株。假定A、C有一个为隐性，则广占63S中必有Pl、Ps基因，当携带Ps基因时，广占63S与普通水稻品种间配制组合应高频率出现黑米组合，但在育种实践中未发现这一现象，由此知假定不能成立，同时证明该假定的否命题成立，即广占63S中含有A、C基因，由此推知不携带Pl、Ps基因，同时表明广占63S/马来西亚紫稻后代中紫叶片单株与表现紫稃尖、紫叶鞘、紫叶耳系Pl的一因多效作用。

3.2紫叶可以作为一种可全程去杂标记的隐性性状

结合紫叶耳选择可以将紫叶作为一种近似单隐性基因控制的性状采用同步自交鉴定成对回交法实现连续回交，快速转育紫叶性状的新两用核不育系。紫叶表达抑制基因在普通品种中高频率存在，可以广泛配制青叶杂交组合[2，3]。紫叶不育系在繁殖与制种过程中可以将全部青叶株去除，在杂交种应用时将紫叶株去除或移栽时剔除。另外紫叶与紫叶耳特征可以用于苗期识别自交种与杂交种，但不能区别真杂种与生物学混杂杂种。

3.3 水稻的颜色遗传可以归结为CAPI体系，C为色素原基因，A为色素原活化基因，P为色素部位表达基因，I为色素部位表达基因之对应抑制基因。当I为显性时，相应部位没有有色表达，当I为隐性或不存在时，颜色表达取决于CAP的互作，其中只要有一个为隐性，相应部位颜色就不会表达。

1、孟祥祯译，水稻紫色的遗传及其在培育两系杂交稻中的利用研究，1998-5-15译自IRRN 21卷2～3期

2、潘学彪、陈宗祥等，一种紫色水稻的遗传及其在光敏不育系育种中应用的研究，遗传17（3）31-34，1995

3、杨腾帮 许旭明等，隐性紫叶光温敏核不育水稻明紫03 S的选育，福建农业科技2005年第5期54页

作者简介：陈庭木，男，安徽芜湖人，1977年6月生，安徽农业大学农学学士，农艺师，现从事水稻遗传育种研究与生物统计研究。手机：15961372300，E-mail：chentingmu@sina.com